构建微观粒子质量概念的教学尝试，本文主要内容关键词为：微观粒子论文,概念论文,质量论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
2010年3月17日，浙江省上虞市沥海中学科学组组织了一次教研活动，由初二年级的二位教师先后讲授同一节课——《相对原子质量》，进行对比式教学教研活动。二位教师经过精心的准备，创造性地设计了教学环节，对于《相对原子质量》一节课的教学进行了深入浅出地讲解，取得了比较理想的效果。听完课后，听课教师都深有感触，受到了不少启发，并有不同程度的收获。笔者现将听课后的感受和感想陈述如下，以期在今后的教学过程中有所借鉴。
1.关于名词概念的引入：相对原子质量的概念非常抽象，因此，如何让学生理解是本节教材的难点。二位教师在课堂教学中充分注意到了这一点，在引入时采用了不同的方法。
甲老师以元素周期表中的一格内容为切入点，通过学生回忆学过的内容，再关注没有学过的知识点来引入相对原子质量的名词概念。乙老师则通过元素符号周围数字的含义入手，让他们进行回忆，当碰到新的情境后再来引入这一名词概念。
感想：可以说二位教师在名词概念的引入方法上有异曲同工之妙，这样的引入符合学生的认知规律，让他们从已有的知识点入手，并逐步扩展，去感知未知的领域。由此，既能巩固旧知识，提高兴奋度，又能突出新概念，激发好奇心。
2.关于概念的展开：名词概念提出后，接下来的事情就是如何展开，让学生建立概念。这是本节课的难点，也是一个知识重点。二位教师同样用了不同的程序、方法和途径。
甲老师从不同元素的相对原子质量如何获知这条途径来引导学生展开和建立概念。学生列出了查表法、计算法等，教师归纳后，重点讲如何计算一种元素的原子相对质量。从计算过程中来建立概念，再利用模型的方法解释计算的原理，通过这一系列的教学活动过程，让学生认识和理解了元素的相对原子质量。
乙老师则通过投影列出几种不同原子（氢原子、碳原子、氧原子的实际质量）的实际质量，接着让学生计算一个甲烷分子的实际质量和一个足球烯(
)分子的实际质量，然后再让他们不看内容回忆这些数值。通过活动，让学生交流其中的感受和体会。学生感觉很难记住原子的实际质量，且交流不便，书写繁琐。之后，教师再来引导和调动他们寻找解决这一问题的方法与途径，使之在讨论、交流的过程中去探寻。在教师的引导、启发下，学生探寻到用比较的方法来衡量原子的相对质量，并尝试寻找比较的标准。这时候，教师抛出在科学界，人们通常用一种碳—12原子质量的1/12作为标准。由此，对上面几种微粒的质量进行了重新确定，让学生体会到了其中的便捷性。最后，再利用天平模型的方法来解释其中的原理，使学生体会到了利用这种方法的简洁和便利。到这里，学生对相对原子质量的形成就有了一个非常清晰的过程，自然而然地在脑海中牢固地形成了相对原子质量的概念。
感想：从科学学科的特点而言，科学研究的原点是问题。因此，在科学教学中，如何营造出最佳的问题情境，让学生真实地感受到其中存在的科学问题，是教师追求的一种教学艺术境界。这对于学生科学思维和科学思想的熏陶和培养是十分重要的。可见，只有凸显问题情境，才能强化问题意识，才能激发学生的好奇心和探究欲，从而达到理想的教学效果。
3.关于单位问题：通过教师的引导和学生自身的构建，学生对相对原子质量已经有了初步概念。二位教师都试图通过比较原子的实际质量和原子的相对质量来进一步巩固相对原子质量这一概念，其中一项是关于二者单位的区别。学生都知道，原子的实际质量是有单位的；而原子的相对原子质量有没有单位呢？甲教师是直接根据教学参考书上的内容，告诉学生说相对原子质量是有单位的，它的单位是1，记作“1”，一般省略不写。乙教师则让学生思考后回答。这时，有一学生举手发言，他说：“相对原子质量是没有单位的。因为相对原子质量是其他原子质量与碳—12原子质量的1/12的比值，二者单位一样，通过约分原则，其结果没有单位。这就好比我们计算溶液的质量分数一样，是没有单位的。”学生们都有同感。对此，教师首先表扬了这位学生积极思考的态度，但他接着却说：“其实相对原子质量是有单位的，它的单位是1，记作‘1’，一般省略不写。同学们可要记住了。这是教参上的要求。”至于详细的原因和理由，他却没有进行解释。
感想：显然这样的课堂处理对于学生来说是缺乏说服力的。其实在教学参考书上，对于原子相对质量的单位不作要求，也不提倡作过深的拓展。从这个要求上来说，二位教师的做法是符合教参要求和精神的。但乙教师在这种情境下如此回避，是难以让听课者信服的，特别是在该学生思维顺畅，理由充分的情况下。在此，笔者提出了自己的以下看法：一是在环节的设计上，如果教师不想讲这个知识点，那就应想办法绕过去；如果学生感觉到有问题，可以单独沟通。
二是在教师的观念和知识面上，当情境已经展开时，若只讲教参上的要求，就显得有些牵强。因此，笔者认为，教师应该少一些顾虑，在课堂上充分发挥，以把教材真正讲深、讲透。
三是在教师的知识面上，由于《科学》学科是一门综合学科，而教师是从不同专业毕业的，知识面比较窄。在课后交流时，乙老师说自己是物理专业毕业的，对于这个知识点的讲解没有把握，因此就没有进行拓展。
四是教学机智的问题，面对学生答案与教材的冲突，乙老师选择了回避：虽然他表扬了这位学生，但同时又用现成的结论来否定这位同学的判断，因而缺乏公信力。因此，在面对自己无法解决的问题时，教师可以坦率一点，把问题抛还给大家，然后一起探讨，最后得出答案。
五是教学准备的问题，教师在进行教学时，要全方位地进行教学预设，积极做好准备，以充分了解问题，从容应对课堂上的突发事件。
其实，对于相对原子质量有没有单位的问题，过去一直众说纷纭，但现在已经有了明确的结论。从上面的模型中，我们可以非常方便地找到答案，我们怎么知道氧的相对原子质量是16呢？可以从平衡的天平中来进行寻找：一端是一个氧原子，而另一端则是16份碳—12原子质量的1/12，因此氧的相对原子质量是16的真正含义是一个氧原子的质量是碳—12原子质量的1/12的16倍，它的单位就是碳—12原子质量的1/12，但由于书写太复杂，所以我们用“1”来表示。现在再打一个比方：我们要测量一张桌子的长度，但又没有刻度尺，于是，我们用一支铅笔来量，若最后得出是3支铅笔的长度，我们就说这张课桌的长度是3支铅笔长，而不能只用3来表示，通过打比方的形式，学生就很容易理解了。
另外，从上面的体验中，我们还知道相对原子质量是可以用来反映一个原子质量大小的物理量，从这个意义上讲，它一定是需要单位的。这与其他许许多多的物理量一样，如果只有数字没有单位，是没有任何意义的。至于溶液中溶质的质量分数没有单位，是由于溶液中溶质的质量分数是指溶液中溶质质量占溶液质量的份额，两者间是有区别的。
4.关于从碳—12原子、质子、中子、电子质量的比较中获得信息的问题：两位教师都根据教材的要求，在课堂上讨论了教材中的思考题。
思考题：下表对你有什么启发？
质子、中子、电子的相对原子质量
教师布置了这个思考题后，就要求学生讨论。最后，虽然多数学生讲述了自己的发现，但二位教师都没有很好地总结、梳理、提升，而是走过场了事。实际上，这就失去了一次培养学生发现能力的好机会。
感想：思考题对这四种微粒的质量进行了比较，要求学生寻找出其中的新信息，并感受其中的一些关联，从而获得启发，但二位教师却没有加以充分利用。实际上，在科学的发展史上，科学发现往往会带来科学的革命性变革，譬如稀有气体的发现、新型材料的研究和发现，等等。所以培养和提高学生的发现能力是科学教学的重要组成部分，而发现能力的培养，其中非常重要的一条就是发现方法的指导和教学。
从上述例题中，我们可以通过观察、比较、联系、联想等途径发现一些新的信息，并获得相应的启发：
(1)质子的质量与中子的质量非常接近，但并不相等。从中可以推测他们的构成既有相似之处，也可能存在不同的地方。
(2)通过比较质子、中子的质量与电子的质量，可以发现电子的质量远远小于前者，而质子和中子组成了原子核，所以可以推测一个原子的质量主要集中在原子核上，而电子的质量可以忽略不计。
(3)我们选择用碳—12质量的1/12作为相对原子质量的单位，得出质子和中子的相对原子质量为1，这样单位的确定就具有一定的科学性，可以非常方便地计算该原子的相对原子质量，即相对原子质量=质子数+中子数。
(4)原子的大小是由核外电子绕核运动的半径所决定的，对于同位素原子来说，中子数目增加，它的密度就增大，我们根据这一性质就可以分离同位素，提纯所需要的同位素物质；而如果只有中子聚集的物质，则它的密度将变得十分巨大，这就是中子星。
(5)从碳—12原子的组成和质量来看，它的质量比6个质子、6个中子、6个电子的质量总和要小一些，从中我们可以推测当质子、中子、电子组合形成一个原子的过程中，它的质量将要发生微小的变化。
如果两位教师在教学中可以充分利用以上信息，在课堂上引导学生进行探讨，要求他们仔细观察，认真分析、联想和推理，就可以激发学生的学习兴趣，提高其主动学习的积极性，从而获得成就感，造就创新思维，提高创新能力。